上防尘盖的冲压成形工艺与模具设计论文

1、毕业设计论文论文题目： 上防尘盖的冲压成形工艺与模具设计第1章 绪论冷冲压是当代金属加工领域的重要手段，冷冲模是冲压生产中必不可少的主要工艺装配。现代工业产品的开展在很大程度上取决于冲模制造的开展水平，可以认为模具制造行业已经成为国民经济的根底工业之一。模具高级技工在冲模制造流程中的中心地位是无可替代的，他们对保证模具质量提高产品的市场竞争起着非常重要的作用。近年来国内外都在研究如何把冲压加工应用于多种小批量生产，比方简易模具的采用，生产线的合理化，以及数控冲床和模具的采用，生产线的合理化及数控冲床和冲压中心等，就是在这方面的具体应用。冲压工艺是塑性加工的根本加工方法之一，冲裁加工是冲压工艺中

2、的一种，而冲孔模的加工是冲裁加工的一种，它不仅可以加工金属板料，筒形件毛坯，半成品而且也可以加工非金属材料。冲孔加工时，材料在模具的作用下，与其内部产生使之变形的内力，当内力的作用到达一定程度时材料毛坯或半成品的整个部位便会产生与内力的作用性质相对应的变形从而获得一定的形状尺寸性能的零件。冲孔生产靠模具与设备完成加工过程，所以它的生产率高，而且由于操作简便也便于实现机械化和自动化。利用模具加工，可以获得其它加工方法所不能或难以制造的，形状复杂的零件。冲孔产品的尺寸精度时由模具保证的，所以质量稳定，一般不需要经过机械加工便可使用。冲孔加工一般不需要加热毛坯，也不象钻孔加工那样，所以这不但节能而且

3、节约材料，冲孔产品的外表质量较好，使用的原材料是冶金工厂大量生产的材料，在冲孔过程中材料外表不受破坏。因此，冲孔工艺是一种产品质量较好而且本钱低的加工工艺。用它生产的产品一般还具有重量轻且刚性好的特点。冲孔工艺在汽车，拖拉机，电机，电器，仪器，仪表，各种民用轻工产品以及航空，航天和兵工等的生产方面占据十分重要的地位。现代各先进工业化国家的冲压生产都是十分兴旺的。在我国的现代化建设进程中，冲压生产占有重要的地位。 第章 冲裁工艺设计.1 冲压工艺 冲压工艺设计 冲压工艺设计包括冲裁件的工艺性和冲裁工艺方案确实定。良好的工艺性和合理的工艺方案可以用最少的材料，最少的工序数和工时，使得模具结构简单且

4、模具寿命长，能稳定地获得合格冲件，所以劳动量和冲裁件本钱是衡量冲裁工艺设计合理性的主要指标。 冲裁件的工艺性冲裁件的工艺性是指冲裁工作对冲压工艺的适应性，即冲裁件的形状结构、尺寸偏差、形位公差与尺寸基准是否符合冲裁工艺的要求。冲裁件的工艺性对冲裁工件的质量、材料利用率、模具制造难易、模具寿命、操作方式及冲压设备的选用等都有很大的影响。一般情况下，对冲裁件工艺性能满足材料省、工序少、产品质量稳定、模具较易加工、操作方便且寿命较高等要求，从而显著降低冲裁工件的制造本钱。 冲裁件的工艺分析该冲裁件的形状简单、结构对称，有圆角过渡，有利于模具加工，减少了热处理或冲压时在尖角处开裂的现象。同时，也可以防

5、止尖角部位刃口的过渡磨损。.2 工艺方案确实定 冲裁件的工艺方案分析本次冲裁件为单纯的冲孔，即零件的形状简单、结构对称，因此，可以采用单工序冲裁。模具制造安装都较简单，生产效率也高，本钱较底。 -材料抗剪强度=300MPa-材料厚度- 系数，通常所以=1.3300=88215.92 N 卸料力、推件力、顶件力的计算推件力及顶件力计算，当冲裁完成后， 从板料上冲裁下来的冲件，由于径向发生弹性变形而扩张，会塞在凹模孔上或者板料上的孔那么沿径向发生弹性收缩而紧箍在凸模上，为了使冲裁工作继续进行必须将工件 或废料从模具内卸下或推出，从凸模上卸下紧箍的料所需要的力称为卸料力，表示，将堵塞在凹模内料顺冲裁

6、方向推出所需要的力称为推件力，用表示，逆冲裁方向，从凹模内顶出所需要的力称为顶件力，用顶表示。 卸料力、推件力和顶件力是由压力机和模具的卸料，顶件和推件装置传递的。所以在选择压力机公称压力和设计以上机构时都需要对这三种力进行计算，影响这些力的因素较多，主要有：材料的力学性能和料厚冲件形状和尺寸大小及凹模间隙大小，排样搭边植大小及润滑情况等。=； =； = F为冲裁力； 、分别为卸料系数、推件系数和顶件系数，查表得=0.040.05 =0.055 N塞在凹模孔口内的冲件数 ，有反推装置时=1， 锥形孔口=0，直刃口下出件凹模N=h/，其中h是直刃口局部的高度mm，是材料厚度mm压力机公称压力确实

7、定。 = / = 588215.92=4410.11 =588215.92=20377.88 =688215.92=5292.96 合计24.5+30 X=0Y=0 由压力中心计算公式得： =0 =0 2 第4章 模具结构及成形设备的选择4.1 模具结构确实定 模具结构的选择由冲压工艺分析可知，采用单工序冲孔，所以模具类型为冲孔单工序模。该模具用于拉深件的低部冲孔，采用弹簧卸料板卸料，并兼有冲孔时的压件作用，因此，冲孔质量较好。由于孔边和拉深件侧壁较进，为保证凹模有足够强度，拉深件口部朝上放置，用定位板定位。 3 4.2 冲压设备确实定 冲压设备的选用冲压设备的选择是工艺设计中的一项重要内容，

8、它直接关系到设备的合理使用、平安、产品质量、模具寿命、生产效率和本钱等一系列重要问题。首先，应该根据所要完成工序的工艺性质、批量大小、工件的几何尺寸和精度等选定压力机类型，冲压生产中常用的是曲柄压力机和液压机，对于本次冲孔件为中小型冲裁见多用具有形床身的开式曲柄压力机，虽然开式压力机的刚度差，并且由于床身的变形而破坏了冲模的间隙分布，降低了冲模的寿命和冲裁件的质量，但它却具有操作空间三面敞开，操作方便，容易安装。械化的附属设备和本钱低廉等优点，目前，仍是中小件生产的主要设备，根据以上冲裁力的分析及计算，可选择开式双柱可倾压力机2325，公称压力为160，滑块行程为55mm，最大闭合高度为220

9、mm。 4 第5章 主要模具结构设计及较核5.1 凸模的设计 凸模的结构设计 凸模的结构形式主要取决于冲件的形状和尺寸，冲模结构加工以及装配工艺等实际条件，本次冲裁模采用圆形截面形状，平刃，整体式凸模如下图：图 凸模长度的设计凸模长度确实定主要根据模具结构，修磨，操作平安，装配等因素的需要。如果选用冲模标准典型组合，可取标准长度，其他情况应该进行计算： =+ + =凸模固定板厚度+固定卸料板厚度+增加长度，增加长度它包括凸模的修磨量、凸模进入凹模的深度、凸模固定板与卸料板的平安距离，一般取1520mm。 凸模材料及其他要求模具刃口要有较高耐磨料，并能承受冲裁时的冲击力，所以应有较高的厚度与适当

10、的韧性，形状简单的凸模常选用8，等制造。本次冲裁件结构简单，对称，可选10作为凸模材料，凸模工作局部的外表粗糙度，固定局部5.2 凸模的强度与刚度校核 正压力的校核凸模正压力按下式校核=/ -小截面的压应力 -向所承受的压力，它包括冲裁力和推件力或顶件力那么该凸模的正压应力是足够的。 弯曲应力的较核 根据凸模在冲裁过程中的受力情况，可以把凸模看作压杆，所以，凸模不发生失稳。纵弯曲的最大冲裁力可以用欧拉极限力公式确定，根据欧拉公式并考虑平安系数可得凸模允许的最大压力为： = /凸模纵向实际总压力应小于允许的最大压力即： 有以上公式可得凸模不发生纵弯曲的的最大长度为； /-凸模允许的最大压力-凸模

11、所受的总压力-凸模材料的弹性模量，对于模具刚10-凸模最小截面的惯性的惯性矩，对于圆形凸模=/64-平安系数，淬火钢取23-凸模最大允许长度-支承系数 对于凸模无导向时，可视为一端固定一端自由的压杆。取=2，把上述值代入式，可以得到一般截面形状的凸模不发生失稳弯曲的最大允许长度如下： 把圆形凸模刃口直径的惯性矩代入式，可得圆形截面的凸模不发生失稳弯曲的极限长度为： L那么凸模的弯曲应力是足够的。 如果由于模具结构的需要，凸模的长度大于极限长度或凸模工作局部直径小于允许的最小值，就应采用凸模加护套等方法加以保护，实际生产中考虑到模具制造刃口利钝、偏载等因素的影响，即使凸模长度不大于极限为保证冲裁

12、工作的正常进行，有的也采取保护措施。 凸模固定端的压力较核凸模固定端的单位压力按下式计算，即： 式中-凸模固定端面压力 -凸模固定端局部最大剖面面积mm -模座材料许用压力凸模固定端与模座直接接触当其单位压力超过模座材料的许用压应力时模座就会损伤，为此一在凸模顶端与模座之间加一个淬硬的垫板，模座许用挤压力如表，通常当凸模固定端面压力超过8090 ，模座材料采用铸铁时或压力超过180200 ，模座材料采用Q235时即应使用垫板。 5 表 模座材料的许用挤压力 模座材料许用挤压力模座材料许拥挤压应力 铸铁 250 90140 铸钢 310570110150 5.3 凹模的结构设计 凹模刃口的结构形

13、式 由于本次冲孔件形状简单、结构对称，凹模可采用直筒形刃口，其中取510mm，取5，其优点是刃口强度较高，修模后刃口尺寸不变；其缺点是孔口容易积存工件或废料，推件力大且磨损大，这种刃口的凹模适用形状复杂或精度要求高的工件的冲裁。 凹模外形尺寸确实定本次冲孔模采用整体式凹模，凹模外形尺寸还不能应保证有足够的强度与刚度，冲裁时，凹模要承受一定的冲裁力和侧向挤压力，随着凹模结构形式固定方法的不同，受力情况比拟复杂，凹模外形尺寸一般是根据被冲材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸，按经验公式来确定凹模厚=S+3H=30+315=75mm= S+2S=30+230=90mm取凹模厚度为=35mm =100mm

14、 L=2005.4 工作局部尺寸刃口的计算 凸模、凹模间隙 冲裁间隙是直接关系到冲件端面质量，尺寸精度、模具寿命和力能消耗的重要工艺参数，冲压间隙数值主要与材料牌号、供给状态和厚度有关，但由于各种冲压件对其断面质量和尺寸精度的要求不同，以及生产条件的差异在生产实践中就很难有一种统一的间隙测量方法的要求，将习惯采用双面间隙Z，经查表得： =0.126mm 凹模刃口计算模具工作局部尺寸的选取应考虑到材料的弹性回跳和凸模的饿磨损，一般应取凸模的根本尺寸接近于孔的最大极限尺寸，以保证凸模磨损至一定范围时仍可继续使用，而凹模的根本尺寸那么较凸模的根本尺寸增加了模具的最小间隙值。 模具刃口尺寸及公差的计算

15、与加工方法，根本可以分为两类，一种是分开加工；另一种是配合加工，由于配合加工精度较低，故生产中一般采用分开加工，而采用分开加工必须满足以下条件： +-最大冲裁间隙-最小冲裁间隙、-分别为凸模、凹模的制造公差 =+ =+Z =+ Z、-分别为冲孔凸模、凹模的根本尺寸-冲孔件的最小极限尺寸 、-分别为凸模、凹模制造公差大凸模、凹模：=0.020 =0.020 那么 =+0.120mm=+Z=+ Z=30.09+0.126mm 第6章 其它零部件的选择6.1 定位装置的选择 定位零部件的选择 冲模的定位装置用以保证材料的正确送进及在冲模中的正确位置，本次冲裁件为筒形件，为保证筒形件的正确定位，那么用

16、定位销或定位板。 定位板的设计定位方式的选择要根据工件的具体要求考虑。一般当外形简单时以外缘定位，外形复杂或外缘定位不符合要求时才以内孔定位。定位要可靠，放置毛坯和取出工件要方便，操作要平安。对于不对称的工件，定位须设计成不可逆的，应具有鲜明的方向性，以防止出废品或由于操作紧张引起事故。由于本次冲裁件为立体筒形件，可以采用外形定位的定位板定位，设计时定位板与工序件之间一般取9/8，制造时常以工序件为基准修配得到。66.2 卸料装置的选择 卸料零部件的设计卸料装置有刚性与弹性卸料板和废料切刀等形式。弹性卸料装置卸料力小，一般用于材料厚度小于的冲裁。弹性卸料装置一般由卸料板、弹性元件弹簧或橡皮和卸

17、料螺钉组成。有装于上模的弹性卸料结构；也有装于下模的卸料结构。卸料板与凸模之间的单边间隙：对于固定卸料板一般仅起卸料作用，取；对于无导向弹性卸料板，取；对于带导向凸模的弹性卸料板，它和凸模的单边间隙应小于凸模与凹模之间的单边间隙z/2。本次冲裁件为薄壁和要求平整的圆筒形冲裁件，可采用弹压卸料板，其弹力来源为弹簧或橡皮。6.3 导向装置的选择 导向方式的选择 导向零件是指上、下模的导向装置零件。对大批量生产、要求模具寿命长、工件精度高的冲裁模，一般采用导向装置，以保证上、下模的精确导向。常用的导向装置有导板和导柱导套结构。 导柱常用两个。对大型冲模、冲裁工件精度要求特别高或自动化冲模。那么用四个

18、或6个导柱。两个导柱直径除后侧导柱相同外，其余对角与中间布置的两导柱直径均不相同，以防止装配错误或间隙不君匀而坏刃口。 导柱和与之相配合的导套，分别压入下模座和上模座的安装孔中，分别采用7/6和7/6过盈配合。导柱、导套也有采用环氧树脂粘贴固定的。 导柱和导套既要耐磨又要具有足够的韧性，一般选用20号钢经渗碳淬火处理，导柱和导套之间采用间隙配合，配合精度为6/5(56)或7/6(78). 为提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该冲孔模采用中间导柱的导向装置。 7 6.4 连接与固定零件的选择 模柄的选择中小型模具一般是通过模柄将上模固定在压力机滑快上。模柄是作为上模与压力机滑块连接的零件。对

19、它的根本要求是：一要与压力机滑块上的模柄孔正确配合，安装可靠；二要与上模正确而可靠连接。本次冲孔采用压入式模柄，它与模座孔采用过渡配合/6、/6，并加销钉以防转动。这种模柄可较好保证轴线与上模座的垂直度，适用于本次冲裁的中、小型冲孔模。模柄材料通常采用Q235或Q275钢，其支撑面应垂直于模柄的轴线垂直度不应超过0.02：100。 固定板的选择将凸模或凹模按一定相对位置压入固定后，作为一个整体安装在上模座或下模座上。模具中最常见的是凸模固定板，固定板分为圆形固定板和矩形固定板两种，主要用于固定小型的凸模和凹模。由于本次冲裁为简单的筒形件的冲孔，那么选矩形固定板。凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的

20、0.60.8倍，其平面尺寸可与凹模卸料板外形尺寸相同，但还应考虑紧固螺钉及销钉的位置，固定板的凸模安装孔与凸模采用过渡配合7/6,7/6.压装后将凸模端面与固定板一起磨平。固定板材料一般采用Q235或45钢。 上模座、下模座的选择上模座、下模座上不仅要安装冲裁模的全部零件,而且要承受和传递冲压力.所以模座不仅应有足够的强度,还要有足够的刚度.模座的刚度缺乏,会降低冲模寿命.因此,模座要有足够的厚度,一般取为凹模厚度的11.5倍.现已有国家标准,应按标准选取.标准模座有对角导柱上模座、下模座,后侧导柱上模座、下模座,滚动导向上模座、下模座,中间导柱上模座、下模座,滚动导向上模座、下模座,以及无导

21、向规定的钢板及铸铁模座。上模座、下模座的导柱、导套安装孔的轴心线应与基准面垂直,其垂直度误差按如下规定:(1) 安装滑动导柱、导套的模座为100:0.01mm;(2) 安装滚动导柱或导套的模座为100:0.005mm.各种模座(包括通用模座),其上、下两平面的外表粗造度为0.8 ,只有在保证平行度要求下才允许降低为1.6。所有模座的平行度(符号T)按GB287081规定。标准模座均设有其重孔,并规定为螺孔,便于模具的起吊运输。根据以上分析，在本副模具设计中选用中间导柱上模座、下模座，且安装滑动导柱、导套。6.5 标准件的选用 模架的选用 模具选用中间导柱标准模架，可承受较大的冲压力。为防止装模

22、时，上模误转180装配，将模架中两对导柱与导套作成粗细不等：导柱/mmL/mm分别为，导套上模座厚度取40mm，即=40 mm上模垫板厚度取10mm，即=10 mm固定卸料板厚度取10mm,即=1 mm上固定板厚度取20 mm ，即 =20 mm下模座厚度取50mm ， 即=50 mm模具闭合高度+ + - = 40+10+70+35+20+50-10mm=215mm-凸模的高度，=70mm-凹模的厚度，=35 mm-凸模进入凹模的深度，=10 mm 第7章 模具的装配与调试 7.1 模具的装配 模具的装配要点 1装配时可选用凹模做基准件，先装配下模，再采用控制凸、凹模间隙的方法安装上模。 2

23、凸模采用压入法固定于固定板中时，应保证各凸模与相应凹模型孔的间隙均匀。对多孔冲模，应先压入两个凸模，调整，认定间隙均匀后，在依次压入其余凸模，以先压入大凸模和内侧的凸模为宜。 3安装定位板时，应按设计要求，即凹模型孔与定位板定位面的孔边距，确定定位板的位置，一般用测量法确定，也可用标准样件法确定，如结构选用定位销定位，定位销孔是与凹模型孔同时加工出的，可用定位销的大小来调整，保证定位精度。模具的装配 冲孔模的凸模是装在下模的，为了便于操作，一般先装下模。其装配步骤如下：1把凹模装入固定板中，磨平底面。2在凹模上安装定位板。3把固定板安装在下模座上。找正固定板位置后，先在下模座上投窝，加工螺纹孔

24、，然后加工销钉孔，装入销钉，拧紧螺钉。4把已装入固定板的凸模插入凹模内。固定板与凹模之间垫上适当高度的平行垫铁，再把上模座放在固定板上，将上模座和固定板夹紧，并在上模座投卸料螺孔窝和紧固螺钉过孔窝，拆开后钻孔。然后，放入垫板，拧上紧固螺钉。5调整凸、凹模的间隙。调整间隙可用透光法，即将模具翻过来，把模柄夹在虎钳上，用手灯照射，从下模座的漏料孔中观察间隙大小和是否均匀。调整间隙也可以用切纸法进行，即以纸当作零件，用手捶敲击模柄，在纸上切出冲件的形状来。根据纸样有无毛刺和毛刺是否均匀，可以判别间隙大小和均匀性。如果纸样的轮廓上没有毛刺或毛刺均匀，说明间隙是均匀的，如果局部有毛刺，说明间隙不均匀。当

25、凸、凹模的形状复杂时，用上述两种方法调整间隙比拟困难，可采用凸模镀铜等方法获得所需的间隙。调整间隙时，用手捶轻轻敲击固定板的侧面，使凸模的位置改变，以得到均匀的间隙。6调好间隙后加工销钉孔，装入销钉。7将弹压卸料板装在凸模上，并检查它是否能灵活地移动，检查凸模端面是否缩在卸料板孔内左右，最后安装弹簧。8安装其他零件。试冲合格后，淬硬定位板。9试冲与调整。10打标记交付生产使用。87.2 模具的调试 调整模具闭合高度 模具的上下模安装到压力机上后，要调整模具闭合高度大小，适应设计要求冲孔时的冲裁模，将凸模调整进入凹模刃口的深度为其被冲料厚的2/3或略深一些就可以了，各种不同的压力机都有一个闭合高度的可调范围，其值等于压力机最大闭合高度H-H对于本次压力设备采用开式压力机，取闭合高度调节量=70mm。、调整冲裁间隙 冲裁间隙的调整是指冲裁模装配时凸、凹模之间的间隙如何作到均匀一致，其方法较多，实际应用时根据冲模的结构、形状、间隙大小和装配方法不同可采用不同的调整方法，而本次冲孔模为带有导柱导套导向装置的中小型模具，冲裁单边间隙小于0.1mm，可采用切纸法作为进一步验证间隙调整情况，纸片的厚度原那么上根据间隙的大小而定，间隙愈小纸片愈薄，但常用0.05mm厚的纸片进行试切。7.3 试模与模具